WO2015140981A1 - 二酸化炭素地上漏洩監視システム - Google Patents

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carbon dioxide
field data
monitoring
data server
ground
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由和 内藤
聡之 福馬
太郎 川村
勇気 中村
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中外テクノス株式会社
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Definitions

  • the present invention is capable of detecting a high concentration of carbon dioxide on the earth's surface due to an emergency leak in facilities and areas that collect and store carbon dioxide emitted from thermal power plants, etc. This is related to a carbon dioxide ground leakage monitoring system.
  • CCS Carbon Dioxide Capture and Storage
  • a carbon dioxide concentration sensing device is embedded in a non-saturated zone below the ground surface of a site where carbon dioxide is stored underground, and the carbon dioxide concentration is measured.
  • a normal signal or an abnormal signal is output by transmitting a communication device and comparing the transmitted carbon dioxide concentration with a reference carbon dioxide concentration for each time zone by a monitoring server.
  • oil enhanced recovery method “EOR (Enhanced), which is a technology that injects gas and chemicals into the oil reservoir and mixes it with crude oil under high pressure, improves the fluidity of the crude oil in the oil reservoir, and facilitates the recovery of petroleum resources
  • EOR Enhanced
  • carbon dioxide may be used as an injection gas, and there is a possibility of carbon dioxide leaking on the ground.
  • the present invention solves the above-described conventional problems, is inexpensive, can perform real-time multipoint monitoring over a wide range, and can provide easy-to-understand information to the public.
  • a system is provided.
  • a carbon dioxide ground leakage monitoring system of the present invention is a carbon dioxide ground leakage monitoring system having a plurality of monitoring posts, a field data server, and a management server, wherein the plurality of monitoring posts, The field data server and the field data server and the management server are each connected by a communication line, and the plurality of monitoring posts measure the concentration of carbon dioxide leaked from the ground and measure the measured carbon dioxide concentration.
  • Carbon ground leakage data is transmitted to the field data server, the field data server transmits data transmitted from the plurality of monitoring posts to the management server, and the management server is transmitted from the field data server. Based on carbon dioxide ground leakage data , Characterized in that it exposes the carbon dioxide earth leakage information on the Internet.
  • the communication line connecting the plurality of monitoring posts and the field data server is a mesh type wireless communication network having the plurality of monitoring posts as nodes.
  • the plurality of monitoring posts measure the concentration of carbon dioxide leaked from the ground by interval operation.
  • the plurality of monitoring posts monitor the remaining amount of the installed battery, and change the interval operation period according to the remaining amount of the battery.
  • the field data server instructs the plurality of monitoring posts to change the interval operation cycle.
  • the carbon dioxide concentration measuring units of the plurality of monitoring posts are configured by a residence chamber, a carbon dioxide concentration measurement sensor, and a protective cover, and the residence chamber has a cylindrical upper and lower open structure.
  • the carbon dioxide concentration measuring sensor is disposed in the residence chamber, and the protective cover covers the periphery of the residence chamber. It is installed, and a vent is provided in the upper part.
  • the field data server instructs the plurality of monitoring posts to calibrate the carbon dioxide concentration measuring sensor.
  • the carbon dioxide ground leakage monitoring system of the present invention includes a plurality of monitoring posts, a field data server, and a management server, and between the plurality of monitoring posts and the field data server and between the field data server and the management server. Are connected by a communication line. Then, the carbon dioxide concentration leaked from the ground is measured by a plurality of monitoring posts, the measured carbon dioxide ground leakage data is transmitted to the field data server, and the data transmitted from the plurality of monitoring posts by the field data server is sent to the management server. It is supposed to send. Therefore, by arranging a plurality of monitoring posts in the CCS site, real-time multipoint monitoring in a wide range is possible. Further, based on the carbon dioxide ground leakage data transmitted from the field data server by the management server, the carbon dioxide ground leakage information is disclosed on the Internet. Therefore, it is possible to provide publicly easy-to-understand information.
  • the communication line connecting the plurality of monitoring posts and the field data server is used to reduce transmission power using short-range wireless transmission. Operation that is suppressed can be performed.
  • a plurality of monitoring posts can measure the concentration of carbon dioxide leaked from the ground by interval operation, thereby enabling operation with reduced power consumption.
  • a plurality of monitoring posts can monitor the remaining amount of the installed battery and change the interval operation cycle according to the remaining amount of the battery, so that stable operation can be performed in the long term.
  • the field data server can perform an operation with reduced power consumption by instructing a plurality of monitoring posts to change the interval operation interval.
  • the carbon dioxide concentration measuring units of the plurality of monitoring posts are composed of a residence chamber, a carbon dioxide concentration measuring sensor, and a protective cover.
  • the residence chamber has a cylindrical upper and lower open structure, and the lower open portion is installed so as to be in close contact with the soil, and the carbon dioxide concentration measuring sensor is disposed in the residence chamber.
  • the concentration of carbon dioxide retained in the residence chamber can be measured by a carbon dioxide concentration measurement sensor.
  • the protective cover is installed so as to cover the periphery of the residence chamber and the upper part is provided with a vent, the carbon dioxide concentration in the residence chamber is not easily affected by wind, rain, snow, etc.
  • the carbon dioxide can be appropriately discharged through the carbon dioxide so that the carbon dioxide does not accumulate in the residence chamber.
  • the field data server can perform more accurate measurement by instructing the calibration of the carbon dioxide concentration measurement sensor to a plurality of monitoring posts.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a carbon dioxide ground leakage monitoring system according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram of a monitoring post. It is a block diagram of a field data server.
  • the carbon dioxide ground leakage monitoring system includes a plurality of monitoring posts 100, a field data server 200, and a management server 300.
  • the plurality of monitoring posts 100 and the field data server 200 are arranged in the CCS site 2.
  • the monitoring post 100 has a function of measuring the carbon dioxide concentration at the place where it is arranged and transmitting the measured data to the field data server 200.
  • a large number of monitoring posts 100 are arranged in areas along a transportation pipeline from a thermal power plant or the like or areas having a carbon dioxide reservoir in the ground. In particular, it should be placed in a highly leaky range (near the transport pipeline, around the injection well, etc.).
  • the field data server 200 has a function of collecting data from a plurality of monitoring posts 100 and transmitting the collected data to the management server 300.
  • the field data server 200 is arranged at a local office in the CCS site.
  • the management server 300 is responsible for the function of publishing the carbon dioxide ground leakage information on the Internet based on the carbon dioxide ground leakage data transmitted from the field data server 200.
  • the management server 300 is disposed at the head office of a CCS operator.
  • the plurality of monitoring posts 100 and the field data server 200 and the field data server 200 and the management server 300 are connected by communication lines.
  • the communication line connecting the plurality of monitoring posts 100 and the field data server 200 is a mesh type wireless communication network having the plurality of monitoring posts 100 as nodes. And it is preferable to perform the operation
  • the field data server 200 and the management server 300 are connected via the Internet.
  • the field data server 200 and the management server 300 are each connected to the Internet 1.
  • the field data server 200 and the management server 300 may be connected by a dedicated line or the like.
  • reference numerals 3, 4, and 5 indicate terminals that can be connected to the Internet, respectively, and the carbon dioxide ground leakage information published by the management server 300 can be browsed via the Internet.
  • users of the terminals 3, 4, and 5 public, third party organizations, CCS operators, and the like are assumed.
  • the monitoring post 100 includes an electrical component 110 and a measurement unit 120.
  • the electrical unit 110 manages the power supply of the entire monitoring post 100, collects data measured by the measurement unit 120, and transmits it to the field data server 200.
  • the measurement unit 120 is installed in the soil 400 at the measurement point and measures the concentration of carbon dioxide leaking from the soil 400.
  • the electrical unit 110 and the measurement unit 120 may be cable-connected as separate structures or may be integrated.
  • the electrical unit 110 is provided with a solar cell 111, a power control circuit 112 that manages power supply, and a battery 113.
  • the power control circuit 112 controls the power supplied from the solar cell 111 and the battery 113 and manages the power supply of the entire monitoring post 100.
  • the electrical unit 110 is provided with a wireless circuit 114, a wireless interface circuit 115, and a data collection circuit 116.
  • the radio circuit 114 transmits / receives data to / from the field data server 200.
  • the measurement data collected by the data collection circuit 116 is transmitted from the wireless circuit 114 via the wireless interface circuit 115.
  • the measurement unit 120 includes a residence chamber 130, a carbon dioxide concentration measurement sensor 140, and a protective cover 150.
  • the retention chamber 130 is for retaining carbon dioxide leaked from the soil 400, and has a cylindrical upper and lower open structure, and is installed with the lower open portion in close contact with the soil 400.
  • a carbon dioxide concentration measurement sensor 140 is disposed inside the residence chamber 130. Power supply to the carbon dioxide concentration measurement sensor 140 is performed from the electrical component 110. In addition to the carbon dioxide concentration measurement sensor 140, a sensor for measuring temperature and humidity may be provided in the residence chamber 130.
  • the residence chamber 130 is installed for the purpose of slowing down (delaying) the behavior of the carbon dioxide concentration by securing a flow path when carbon dioxide diffuses from the soil into the air and suppressing diffusion due to convection. Is.
  • the protective cover 150 includes a cylindrical main body 151 having a vertically open structure, a cap 152 that covers the upper portion of the main body 151, and a windproof material 153 provided on the upper open portion of the main body 151.
  • the main body 151 has a cylindrical shape larger than the staying chamber 130, and is installed outside the staying chamber 130 with the lower open portion in close contact with the soil 400.
  • a vent 154 is formed between the upper portion of the main body 151 and the shade portion 152.
  • the protective cover 150 is installed so as to cover the periphery of the staying chamber 130, and the vent hole 154 is provided in the upper part.
  • the protective cover 150 can make the carbon dioxide concentration in the stay chamber 130 less susceptible to the influence of wind, rain, snow, and the like.
  • the windproof material 153 is provided so that the carbon dioxide staying in the staying chamber 130 is not affected by the wind from the outside.
  • porous urethane foam or the like may be used.
  • the windproof structure is not limited to the above, and any structure that can easily diffuse air from the inside while resisting wind by providing a complicated flow path structure or the like may be used.
  • the carbon dioxide leaked from the soil 400 stays in the stay chamber 130, passes through the windproof material 153 from the upper part of the protective cover 150, and is discharged to the outside through the vent hole 154.
  • the measuring unit 120 in this embodiment is not provided with a pump, a movable mechanism, etc., the risk of failure is reduced, maintenance is easy, and stable and continuous measurement is possible.
  • the function of the electrical component 110 is realized by a low power consumption microcomputer and a short-range wireless module used in the HEMS / BEMS field.
  • the carbon dioxide concentration measuring sensor 140 is preferably an NDIR system with low power consumption. Thereby, data collection and wireless transmission can be performed with power consumption of about several milliwatts.
  • the monitoring post 100 may measure the concentration of carbon dioxide leaked from the ground by interval operation.
  • the power consumption can be further suppressed by performing the interval operation (operation in which power ON ⁇ operation ⁇ power OFF is automatically repeated) for the short-range wireless module and the carbon dioxide concentration measurement sensor 140.
  • the remaining battery level may be monitored, and the interval operation cycle may be changed according to the remaining battery level. Thereby, long-term stable operation is possible.
  • the interval operation of the carbon dioxide concentration measuring sensor 140 has a problem that the measurement of the carbon dioxide concentration becomes impossible at regular intervals.
  • the behavior of the carbon dioxide concentration is caused by retaining the leaked carbon dioxide in the residence chamber 130. Can be solved by blunting (delaying).
  • the monitoring post 100 is wirelessly connected and is not embedded in the ground, so it is relatively easy to move or add.
  • a field data server 200 a data batch collection device 201, and a wireless circuit 202 are included.
  • the data batch collection device 201 is constituted by a CPU (built-in PC or the like) for collecting data of each monitoring post 100.
  • the wireless circuit 202 is for performing wireless communication with each monitoring post 100 and is preferably realized by a short-range wireless module used in the HEMS / BEMS field.
  • the field data server 200 functions as a sink node in a mesh type wireless communication network having a plurality of monitoring posts 100 as nodes, and data (carbon dioxide concentration, temperature, humidity, battery remaining) of the connected plurality of monitoring posts 100. Amount, photovoltaic power generation, radio wave intensity, etc.) are collected by wireless communication.
  • the field data server 200 may be able to make an instruction to change the cycle of the interval operation, call up internal data, or the like by remote control to a plurality of connected monitoring posts 100. Since operations such as setting changes can be collectively performed by remote operation, even if the monitoring posts 100 are installed at a large number of points in a wide range, an enormous amount of work at the site does not occur.
  • the field data server 200 may be able to instruct calibration of the carbon dioxide concentration measurement sensor 140 by remote control to a plurality of connected monitoring posts 100.
  • the field data server 200 is connected to the Internet 1 and transmits necessary data to the management server 300 via the Internet. In this system, since the connection to the Internet 1 is concentrated at one place, communication costs can be reduced.
  • the field data server 200 may be accessible from an external personal computer through an SSH connection or the like, and may be operated from a remote location.
  • the management server 300 is connected to the Internet 1 and receives data from the field data server 200 via the Internet 1. Then, based on the transmitted carbon dioxide ground leakage data, the carbon dioxide ground leakage information is disclosed on the Internet. This makes it possible to disclose information to the public and deepen understanding of the CCS business.
  • real-time measurement data can be mapped on a map, etc. so that it can be easily understood by the public.
  • the viewer may be able to freely switch and view the display format of the measurement data (graph, numerical value, integrated value, daily rate, year, etc.).
  • the carbon dioxide ground leakage monitoring system includes a plurality of monitoring posts 100, a field data server 200, and a management server 300. Between the plurality of monitoring posts 100 and the field data server 200, and The field data server 200 and the management server 300 are each connected by a communication line. Then, the carbon dioxide concentration leaked from the ground by the plurality of monitoring posts 100 is measured, the measured carbon dioxide ground leakage data is transmitted to the field data server 200, and the data transmitted from the plurality of monitoring posts 100 by the field data server 200. Is transmitted to the management server 300. Therefore, by arranging a plurality of monitoring posts 100 in the CCS site 2, real-time multipoint monitoring in a wide range is possible. Further, based on the carbon dioxide ground leakage data transmitted from the field data server 200 by the management server 300, the carbon dioxide ground leakage information is disclosed on the Internet. Therefore, it is possible to provide publicly easy-to-understand information.
  • a short-distance wireless transmission is utilized by making a communication line connecting the plurality of monitoring posts 100 and the field data server 200 a mesh type wireless communication network having the plurality of monitoring posts 100 as nodes. Operation with reduced transmission power can be performed.
  • movement which suppressed the power consumption can be performed by the several monitoring post 100 measuring the carbon dioxide density
  • a plurality of monitoring posts 100 monitor the remaining amount of the installed battery and change the interval operation cycle according to the remaining amount of the battery, so that stable operation can be performed for a long time.
  • the field data server 200 can perform an operation with reduced power consumption by instructing a plurality of monitoring posts 100 to change the interval operation interval.
  • the carbon dioxide concentration measuring units 120 of the plurality of monitoring posts 100 are constituted by a residence chamber 130, a carbon dioxide concentration measuring sensor 140, and a protective cover 150.
  • the residence chamber 130 is a cylindrical top-and-bottom open structure, the lower open part is installed so as to be in close contact with the soil 400, and the carbon dioxide concentration measuring sensor 140 is disposed in the residence chamber 130.
  • the concentration of carbon dioxide leaking from the soil 400 and staying in the staying chamber 130 can be measured by the carbon dioxide concentration measuring sensor 140.
  • the protective cover 150 is installed so as to cover the periphery of the residence chamber 130 and the vent 154 is provided in the upper part, the carbon dioxide concentration in the residence chamber 130 is not easily affected by wind, rain, snow, etc. Further, carbon dioxide can be appropriately discharged through the vent 154 so that the carbon dioxide does not accumulate too much in the staying chamber 130.
  • the field data server 200 can perform more accurate measurement by instructing the plurality of monitoring posts 100 to calibrate the carbon dioxide concentration measurement sensor 140.
  • the management server 300 may be arranged at the same location as the field data server 200 instead of at a remote location.

Abstract

　安価であって、広範囲でのリアルタイムな多点モニタリングが可能であるとともに、パブリックにわかりやすい情報を提供することの可能な二酸化炭素地上漏洩監視システムを提供する。　複数のモニタリングポスト１００とフィールドデータサーバ２００との間及びフィールドデータサーバ２００と管理サーバ３００との間が各々通信回線により接続されている。複数のモニタリングポスト１００は、地上漏洩した二酸化炭素濃度を測定して、測定した二酸化炭素地上漏洩データをフィールドデータサーバ２００に送信し、フィールドデータサーバ２００は、複数のモニタリングポスト１００から送信されたデータを管理サーバ３００に送信し、管理サーバは、フィールドデータサーバ２００から送信された二酸化炭素地上漏洩データに基づいて、二酸化炭素地上漏洩情報をインターネット上に公開する。

Description

二酸化炭素地上漏洩監視システム
　本発明は、火力発電所等から排出される二酸化炭素を回収し地下貯蔵する施設及び地域等で、万が一の漏洩により地表で二酸化炭素が高濃度となった場合に、それを検知することの可能な二酸化炭素地上漏洩監視システムに関するものである。
　従来、地球温暖化の大きな要因である二酸化炭素の排出が大きな問題となっており、国際的に排出量の削減が求められている。一方、二酸化炭素の処理技術として、火力発電所等から排出される二酸化炭素を回収し地下貯蔵する技術が注目されている。この技術を用いて二酸化炭素を地下に封じ込めることができれば、大気中の二酸化炭素濃度の削減につながる。
　このような、火力発電所等から排出される二酸化炭素の回収・貯蔵は「ＣＣＳ（Ｃａｒｂｏｎ　ｄｉｏｘｉｄｅ　Ｃａｐｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｓｔｏｒａｇｅ）」と呼ばれており、その施設及び地域は「ＣＣＳサイト」と呼ばれている。
　ＣＣＳ事業における二酸化炭素の貯留工程では、火力発電所等から回収した二酸化炭素をパイプラインで数十キロメートル輸送した後、地下数千メートルの貯留層に封印する。ＣＣＳサイトにおいては、地下に貯蔵された二酸化炭素が再び地表に漏洩してはならないが、想定外の地殻変動や埋設されたパイプラインの経年劣化等の様々な理由による漏洩の可能性は否定できない。
　そのため、例えば特許文献１には、二酸化炭素が地中に貯蔵される敷地の地表面下の非飽和帯に二酸化炭素濃度感知装置を埋設して二酸化炭素濃度を測定し、測定した二酸化酸素濃度を通信装置により伝送するとともに、伝送された二酸化炭素濃度と時間帯別の基準二酸化炭素濃度とをモニタリングサーバで比較して正常信号又は異常信号を出力するようにした発明が記載されている。
特開２０１１－６４６７１号公報
　また、ガスやケミカルを油層中に注入し、原油と高圧下で混合させ、油層内の原油の流動性を改善し、石油資源の回収を容易にする技術である石油増進回収法「ＥＯＲ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｏｉｌ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）」においても、注入ガスとして二酸化炭素を用いる場合があり、同様に二酸化炭素の地上漏洩の可能性がある。
　ところで、数十キロメートルにおよぶ二酸化炭素の輸送パイプライン又は地下数千メートルの貯留層から漏洩する二酸化炭素の量（濃度、発生期間）や位置を特定することは難しく、周辺の居住区や周辺区域（牧草地等）も含めかなり広範囲でのリアルタイムな多点モニタリングが必要である。
　しかしながら、従来の二酸化炭素濃度測定装置は、主として室内や密閉空間で使用され、快適性の確保、農産物や工業製品の品質確保のために利用されるものであって、屋外での利用には適していなかった。
　また、屋外で地中や地表の二酸化炭素濃度を測定するものとして、ポンプ内蔵の容器で地面から空気を吸引して測定するものや、地面から出た二酸化炭素が上下に開口部を有する容器内を通過していくところを測定するものや、容器上部に開閉式の蓋を設けて状況に応じて自動開閉するもの等があるが、高機能な測定装置は高価で消費電力も大きく、故障のリスクも大きかった。一方で低機能な測定装置は、雨、風、雪、結露等の影響で測定できない場合があった。そのため、屋外環境で長期的に連続かつリアルタイムな使用には適していなかった。
　また、広範囲でのリアルタイムな多点モニタリングを行うためには、電気や通信回線などの膨大な専用インフラを整備する必要があり、導入後も専用インフラの運用やメンテナンス費用が膨大であった。
　このように、従来の二酸化炭素濃度測定装置を用いて、安価で広範囲でのリアルタイムな多点モニタリングの可能な監視システムを実現することは困難であった。
　また、ＣＣＳ事業における漏洩監視については、現在は事業者の操業マネージメントや学術的な使用を用途として実施されているが、ＣＣＳ事業の有効性を実証し普及を推進するにはパブリックの社会的な合意を得ることが重要な課題であり、事業者の目線ではなくパブリックにとって身近でわかりやすい監視システムが必要であるが、監視状況を一般に公開し、世界中で誰でも簡単に安全確認ができる監視システムはなかった。
　本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、安価であって、広範囲でのリアルタイムな多点モニタリングが可能であるとともに、パブリックにわかりやすい情報を提供することの可能な二酸化炭素地上漏洩監視システムを提供するものである。
　上記課題を解決するため、本発明の二酸化炭素地上漏洩監視システムは、複数のモニタリングポストと、フィールドデータサーバと、管理サーバとを有する二酸化炭素地上漏洩監視システムであって、前記複数のモニタリングポストと前記フィールドデータサーバとの間及び前記フィールドデータサーバと前記管理サーバとの間が各々通信回線により接続されており、前記複数のモニタリングポストは、地上漏洩した二酸化炭素濃度を測定して、測定した二酸化炭素地上漏洩データを前記フィールドデータサーバに送信し、前記フィールドデータサーバは、前記複数のモニタリングポストから送信されたデータを前記管理サーバに送信し、前記管理サーバは、前記フィールドデータサーバから送信された二酸化炭素地上漏洩データに基づいて、二酸化炭素地上漏洩情報をインターネット上に公開することを特徴とする。
　また好ましくは、前記複数のモニタリングポストと前記フィールドデータサーバとの間を接続する通信回線が、前記複数のモニタリングポストをノードとしたメッシュ型の無線通信ネットワークであることを特徴とする。
　また好ましくは、前記複数のモニタリングポストは、地上漏洩した二酸化炭素濃度をインターバル運転により測定することを特徴とする。
　また好ましくは、前記複数のモニタリングポストは、装備されたバッテリーの残量を監視し、バッテリーの残量に応じて前記インターバル運転の周期を変更することを特徴とする。
　また好ましくは、前記フィールドデータサーバは、前記複数のモニタリングポストに対して、前記インターバル運転の周期の変更を指示することを特徴とする。
　また好ましくは、前記複数のモニタリングポストの二酸化炭素濃度測定部は、滞留チャンバーと、二酸化炭素濃度測定センサと、防護カバーとから構成されており、前記滞留チャンバーは、筒状の上下開放構造であって、下側開放部が土壌に密着するように設置されており、前記二酸化炭素濃度測定センサは、前記滞留チャンバー内に配置されており、前記防護カバーは、前記滞留チャンバーの周囲を覆うように設置され、上部に通気口が設けられていることを特徴とする。
　また好ましくは、前記フィールドデータサーバは、前記複数のモニタリングポストに対して、前記二酸化炭素濃度測定センサのキャリブレーションを指示することを特徴とする。
　本発明の二酸化炭素地上漏洩監視システムは、複数のモニタリングポストと、フィールドデータサーバと、管理サーバとを有しており、複数のモニタリングポストとフィールドデータサーバとの間及びフィールドデータサーバと管理サーバとの間が各々通信回線により接続されている。そして、複数のモニタリングポストにより地上漏洩した二酸化炭素濃度を測定して、測定した二酸化炭素地上漏洩データをフィールドデータサーバに送信し、フィールドデータサーバにより複数のモニタリングポストから送信されたデータを管理サーバに送信するようになっている。従って、複数のモニタリングポストをＣＣＳサイト内に配置することで、広範囲でのリアルタイムな多点モニタリングが可能である。また、管理サーバによりフィールドデータサーバから送信された二酸化炭素地上漏洩データに基づいて、二酸化炭素地上漏洩情報をインターネット上に公開するようになっている。従って、パブリックにわかりやすい情報を提供することができる。
　また、複数のモニタリングポストとフィールドデータサーバとの間を接続する通信回線を、複数のモニタリングポストをノードとしたメッシュ型の無線通信ネットワークとすることにより、近距離無線送信を利用して送信電力を抑えた運用を行うことができる。
　また、複数のモニタリングポストが、地上漏洩した二酸化炭素濃度をインターバル運転により測定することにより、消費電力量を抑制した運用を行うことができる。
　また、複数のモニタリングポストが、装備されたバッテリーの残量を監視し、バッテリーの残量に応じてインターバル運転の周期を変更することにより、長期的に安定した運用を行うことができる。
　また、フィールドデータサーバが、複数のモニタリングポストに対して、インターバル運転の周期の変更を指示することにより、消費電力量を抑制した運用を行うことができる。
　また、複数のモニタリングポストの二酸化炭素濃度測定部は、滞留チャンバーと、二酸化炭素濃度測定センサと、防護カバーとから構成されている。そして、滞留チャンバーが筒状の上下開放構造であって下側開放部が土壌に密着するように設置されており、二酸化炭素濃度測定センサが滞留チャンバー内に配置されているので、土壌から漏洩し滞留チャンバー内に滞留した二酸化炭素の濃度を、二酸化炭素濃度測定センサにより測定することができる。さらに、防護カバーが滞留チャンバーの周囲を覆うように設置され上部に通気口が設けられているので、滞留チャンバー内の二酸化炭素濃度が風や雨、雪等の影響を受けにくく、また、通気口を通して二酸化炭素を適宜排出して滞留チャンバー内に二酸化炭素が溜まり過ぎないようにすることができる。
　また、フィールドデータサーバが、複数のモニタリングポストに対して、二酸化炭素濃度測定センサのキャリブレーションを指示することにより、より正確な測定を行うことができる。
　以上、本発明によれば、安価であって、広範囲でのリアルタイムな多点モニタリングが可能であるとともに、パブリックにわかりやすい情報を提供することの可能な二酸化炭素地上漏洩監視システムを提供することができる。
本発明の実施形態に係る二酸化炭素地上漏洩監視システムの構成図である。 モニタリングポストの構成図である。 フィールドデータサーバの構成図である。
　次に、図１乃至図３を参照して、本発明の実施形態に係る二酸化炭素地上漏洩監視システムについて説明する。まず、図１を参照して、本実施形態に係る二酸化炭素地上漏洩監視システムの全体構成について説明する。なお、本実施形態は、ＣＣＳ事業における二酸化炭素地上漏洩監視システムに関するものであるが、石油増進回収法「ＥＯＲ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｏｉｌ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）」において、注入ガスとして二酸化炭素を用いる場合にも、二酸化炭素地上漏洩監視システムとして同様に適用することができる。
　図１に示すように、本実施形態に係る二酸化炭素地上漏洩監視システムは、複数のモニタリングポスト１００、フィールドデータサーバ２００及び管理サーバ３００により構成されている。
　複数のモニタリングポスト１００及びフィールドデータサーバ２００は、ＣＣＳサイト２に配置されている。モニタリングポスト１００は、配置された地点の二酸化炭素濃度を測定して、測定したデータをフィールドデータサーバ２００に送信する機能を担うものである。二酸化炭素の地上漏洩を広範囲でモニタリングするために、モニタリングポスト１００は、火力発電所等からの輸送パイプラインに沿った地域や、地中に二酸化炭素の貯留層を有する地域に多数配置される。特に、漏洩可能性が高い範囲（輸送パイプラインの近く、注入井戸まわり等）には重点的に配置する。フィールドデータサーバ２００は、複数のモニタリングポスト１００からのデータを一括収集し管理サーバ３００に送信する機能を担うものであり、例えばＣＣＳサイトにおける現地事務所に配置される。
　管理サーバ３００は、フィールドデータサーバ２００から送信された二酸化炭素地上漏洩データに基づいて、二酸化炭素地上漏洩情報をインターネット上に公開する機能を担うものであり、例えばＣＣＳ事業者の本社等に配置される。
　複数のモニタリングポスト１００とフィールドデータサーバ２００との間及びフィールドデータサーバ２００と管理サーバ３００との間は、各々通信回線により接続されている。
　このうち、複数のモニタリングポスト１００とフィールドデータサーバ２００との間を接続する通信回線は、複数のモニタリングポスト１００をノードとしたメッシュ型の無線通信ネットワークとすることが好ましい。そして、近距離無線モジュールによるマルチホップ通信を行い、送信電力を抑えた運用を行うことが好ましい。
　また、フィールドデータサーバ２００と管理サーバ３００との間は、インターネット経由で接続されることが好ましい。本実施形態では、フィールドデータサーバ２００及び管理サーバ３００が各々インターネット１に接続されている。インターネット経由で接続することにより、ＣＣＳ事業者の本社とＣＣＳサイトが離れていても、容易にデータの送受信ができる。なお、フィールドデータサーバ２００と管理サーバ３００との間を、専用回線等により接続する構成としてもよい。
　図１中、符号３，４，５は各々インターネット接続可能な端末を示しており、管理サーバ３００が公開した二酸化炭素地上漏洩情報を、インターネット経由で閲覧可能となっている。端末３，４，５の使用者としては、パブリック、第三者機関、ＣＣＳ事業者等が想定される。
　次に、図２を参照して、モニタリングポスト１００の構成について説明する。モニタリングポスト１００は、電装部１１０及び測定部１２０から構成されている。電装部１１０は、モニタリングポスト１００全体の電力供給の管理、測定部１２０で測定したデータの収集とフィールドデータサーバ２００への送信を行う。測定部１２０は、測定地点の土壌４００に設置されて、土壌４００から漏洩する二酸化炭素の濃度を測定する。電装部１１０と測定部１２０は、別構造としてケーブル接続してもよいし、一体構造としてもよい。
　電装部１１０には、太陽電池１１１、電力供給を管理する電源コントロール回路１１２及びバッテリー１１３が設けられている。電源コントロール回路１１２は、太陽電池１１１及びバッテリー１１３からの電力を制御して、モニタリングポスト１００全体の電力供給を管理する。電源を太陽電池１１１及びバッテリー１１３による独立型電源システムとすることで、専用インフラを用意することなく運用が可能となる。
　また、電装部１１０には、無線回路１１４、無線インターフェース回路１１５及びデータ収集回路１１６が設けられている。無線回路１１４は、フィールドデータサーバ２００との間でデータの送受信を行うものである。データ収集回路１１６で収集された測定データは、無線インターフェース回路１１５を介して、無線回路１１４から送信されるようになっている。
　測定部１２０は、滞留チャンバー１３０、二酸化炭素濃度測定センサ１４０及び防護カバー１５０から構成されている。
　滞留チャンバー１３０は、土壌４００から漏洩した二酸化炭素を滞留させるためのものであり、筒状の上下開放構造であって、下側開放部が土壌４００に密着した状態で設置される。滞留チャンバー１３０の内部には、二酸化炭素濃度測定センサ１４０が配置されている。二酸化炭素濃度測定センサ１４０への電力供給は、電装部１１０から行われる。なお、滞留チャンバー１３０内に、二酸化炭素濃度測定センサ１４０に加えて、温度や湿度を計測するセンサを設けてもよい。滞留チャンバー１３０は、二酸化炭素が土中から気中に拡散する際の流路を確保し、対流による拡散を抑制することで二酸化炭素濃度の挙動を鈍らせる（遅延させる）ことを目的に設置されるものである。
　防護カバー１５０は、筒状で上下開放構造の本体部１５１、本体部１５１の上部を覆う笠部１５２及び本体部１５１の上側開放部に設けられた防風材１５３から構成されている。本体部１５１は、滞留チャンバー１３０よりも大きな筒状であって、下側開放部を土壌４００に密着した状態で滞留チャンバー１３０の外側に設置されている。また、本体部１５１の上部と笠部１５２との間には、通気口１５４が形成されている。以上により、防護カバー１５０は、滞留チャンバー１３０の周囲を覆うように設置され、上部に通気口１５４が設けられている。そして、防護カバー１５０により、滞留チャンバー１３０内の二酸化炭素濃度が風や雨、雪等の影響を受けにくくすることができる。
　防風材１５３は、滞留チャンバー１３０内に滞留した二酸化炭素が、外部からの風の影響を受けないように設けられるものであって、例えば多孔質ウレタンフォーム等を用いるとよい。なお、防風構造は上記に限定されず、複雑な流路構造を設けるなどして、風には抵抗しながら、内部からの通気拡散は容易にできるようなものであればよい。
　以上により、土壌４００から漏洩した二酸化炭素は、滞留チャンバー１３０内に滞留した後、防護カバー１５０の上部から防風材１５３を通り抜けて、通気口１５４を経由して外部に排出される。
　なお、本実施形態における測定部１２０は、ポンプや可動機構等を設けていないので、故障リスクが低減され、メンテナンスも容易であり、安定かつ連続した測定が可能になっている。
　本実施形態のように、不安定な太陽光を利用した独立型電源システムにおいては、経済性や安全性を確保するために、システムの省電力化が重要となる。
　そのため、電装部１１０の機能は、低消費電力マイコン及びＨＥＭＳ・ＢＥＭＳ分野にて利用される近距離無線モジュールにより実現することが好ましい。また、二酸化炭素濃度測定センサ１４０は、低消費電力のＮＤＩＲ方式とすることが好ましい。これにより、消費電力が数ミリＷ程度でデータの収集及び無線送信を行うことができる。
　また、モニタリングポスト１００は、地上漏洩した二酸化炭素濃度をインターバル運転により測定するようにしてもよい。例えば、近距離無線モジュール及び二酸化炭素濃度測定センサ１４０をインターバル運転（電源ＯＮ→稼働→電源ＯＦＦを自動的に繰り返す運用）することで、さらに消費電力量を抑制することができる。
　また、装備されたバッテリーの残量を監視し、バッテリーの残量に応じてインターバル運転の周期を変更するようにしてもよい。これにより長期的に安定した運転が可能となる。
　なお、二酸化炭素濃度測定センサ１４０のインターバル運転により、一定周期毎に二酸化炭素濃度の測定が不能となる問題があるが、滞留チャンバー１３０内に漏洩した二酸化炭素を滞留させて、二酸化炭素濃度の挙動を鈍らせる（遅延させる）ことにより、解決することができる。
　モニタリングポスト１００は、無線接続されており、また地中に埋め込む方式でもないので、移設や増設が比較的容易である。
　次に、図３を参照して、フィールドデータサーバ２００の構成について説明する。フィールドデータサーバ２００、データ一括収集装置２０１及び無線回路２０２から構成されている。
　データ一括収集装置２０１は、各モニタリングポスト１００のデータを収集するためのＣＰＵ（組み込みＰＣ等）により構成されている。無線回路２０２は、各モニタリングポスト１００との無線通信を行うためのものであり、ＨＥＭＳ・ＢＥＭＳ分野にて利用される近距離無線モジュールにより実現することが好ましい。
　フィールドデータサーバ２００は、複数のモニタリングポスト１００をノードとしたメッシュ型の無線通信ネットワークにおいて、シンクノードとして機能し、接続された複数のモニタリングポスト１００のデータ（二酸化炭素濃度、温度、湿度、バッテリー残量、太陽光発電量、電波強度等）を無線通信にて一括収集するようになっている。
　また、フィールドデータサーバ２００は、接続されている複数のモニタリングポスト１００に対して、遠隔操作にてインターバル運転の周期の変更指示や、内部データの呼び出し等を行うことができるようにしてもよい。設定変更等の操作は遠隔操作にて一括して可能であるため、広範囲に多数の地点にモニタリングポスト１００を設置した場合であっても、現場での膨大な作業は発生しない。
　また、フィールドデータサーバ２００は、接続されている複数のモニタリングポスト１００に対して、遠隔操作にて二酸化炭素濃度測定センサ１４０のキャリブレーションを指示することができるようにしてもよい。
　フィールドデータサーバ２００は、インターネット１に接続されており、インターネットを介して管理サーバ３００に対して必要なデータを送信するようになっている。本システムにおいてはインターネット１への接続が１カ所に集約されるため、通信費用を抑えることができる。なお、フィールドデータサーバ２００は、ＳＳＨ接続等により外部パソコンからのアクセスを可能とし、更に遠隔地からの操作ができるようにしてもよい。
　管理サーバ３００は、インターネット１に接続されており、インターネット１を介してフィールドデータサーバ２００からのデータを受信する。そして、送信された二酸化炭素地上漏洩データに基づいて、二酸化炭素地上漏洩情報をインターネット上に公開する。これにより、パブリックに対する情報公開を行い、ＣＣＳ事業への理解を深めることができる。
　なお、予め設定した値を超える濃度を検出した場合には、直ちに電子メール等でＣＣＳ事業者などに情報を発信するようにしてもよい。
　また、インターネット上に公開するデータとしては、リアルタイムな測定データを地図上にマッピングするなどして、パブリックにとって解りやすいものとすることができる。また、閲覧者が測定データの表示形式（グラフ、数値、積算値、日割り、年間など）を自由に切り替えて見ることができるようにしてもよい。
　本実施形態に係る二酸化炭素地上漏洩監視システムは、複数のモニタリングポスト１００と、フィールドデータサーバ２００と、管理サーバ３００とを有しており、複数のモニタリングポスト１００とフィールドデータサーバ２００との間及びフィールドデータサーバ２００と管理サーバ３００との間が各々通信回線により接続されている。そして、複数のモニタリングポスト１００により地上漏洩した二酸化炭素濃度を測定して、測定した二酸化炭素地上漏洩データをフィールドデータサーバ２００に送信し、フィールドデータサーバ２００により複数のモニタリングポスト１００から送信されたデータを管理サーバ３００に送信するようになっている。従って、複数のモニタリングポスト１００をＣＣＳサイト２内に配置することで、広範囲でのリアルタイムな多点モニタリングが可能である。また、管理サーバ３００によりフィールドデータサーバ２００から送信された二酸化炭素地上漏洩データに基づいて、二酸化炭素地上漏洩情報をインターネット上に公開するようになっている。従って、パブリックにわかりやすい情報を提供することができる。
　また、複数のモニタリングポスト１００とフィールドデータサーバ２００との間を接続する通信回線を、複数のモニタリングポスト１００をノードとしたメッシュ型の無線通信ネットワークとすることにより、近距離無線送信を利用して送信電力を抑えた運用を行うことができる。
　また、複数のモニタリングポスト１００が、地上漏洩した二酸化炭素濃度をインターバル運転により測定することにより、消費電力量を抑制した運用を行うことができる。
　また、複数のモニタリングポスト１００が、装備されたバッテリーの残量を監視し、バッテリーの残量に応じてインターバル運転の周期を変更することにより、長期的に安定した運用を行うことができる。
　また、フィールドデータサーバ２００が、複数のモニタリングポスト１００に対して、インターバル運転の周期の変更を指示することにより、消費電力量を抑制した運用を行うことができる。
　また、複数のモニタリングポスト１００の二酸化炭素濃度測定部１２０は、滞留チャンバー１３０と、二酸化炭素濃度測定センサ１４０と、防護カバー１５０とから構成されている。そして、滞留チャンバー１３０が筒状の上下開放構造であって下側開放部が土壌４００に密着するように設置されており、二酸化炭素濃度測定センサ１４０が滞留チャンバー１３０内に配置されているので、土壌４００から漏洩し滞留チャンバー１３０内に滞留した二酸化炭素の濃度を、二酸化炭素濃度測定センサ１４０により測定することができる。さらに、防護カバー１５０が滞留チャンバー１３０の周囲を覆うように設置され上部に通気口１５４が設けられているので、滞留チャンバー１３０内の二酸化炭素濃度が風や雨、雪等の影響を受けにくく、また、通気口１５４を通して二酸化炭素を適宜排出して滞留チャンバー１３０内に二酸化炭素が溜まり過ぎないようにすることができる。
　また、フィールドデータサーバ２００が、複数のモニタリングポスト１００に対して、二酸化炭素濃度測定センサ１４０のキャリブレーションを指示することにより、より正確な測定を行うことができる。
　以上、本発明によれば、安価であって、広範囲でのリアルタイムな多点モニタリングが可能であるとともに、パブリックにわかりやすい情報を提供することの可能な二酸化炭素地上漏洩監視システムを提供することができる。
　以上、本発明の実施形態に係る二酸化炭素地上漏洩監視システムについて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。例えば、管理サーバ３００の配置について、遠隔地ではなくフィールドデータサーバ２００と同一場所に配置する構成としてもよい。
　　１　インターネット
　　２　ＣＣＳサイト
　　３　端末
　　４　端末
　　５　端末
１００　モニタリングポスト
１１０　電装部
１１１　太陽電池
１１２　電源コントロール回路
１１３　バッテリー
１１４　無線回路
１１５　無線インターフェース回路
１１６　データ収集回路
１２０　測定部
１３０　滞留チャンバー
１４０　二酸化炭素濃度測定センサ
１５０　防護カバー
１５１　本体部
１５２　笠部
１５３　防風材
１５４　通気口
２００　フィールドデータサーバ
２０１　データ一括収集装置
２０２　無線回路
３００　管理サーバ

Claims (7)

  1. 　複数のモニタリングポストと、フィールドデータサーバと、管理サーバとを有する二酸化炭素地上漏洩監視システムであって、
    　前記複数のモニタリングポストと前記フィールドデータサーバとの間及び前記フィールドデータサーバと前記管理サーバとの間が各々通信回線により接続されており、
    　前記複数のモニタリングポストは、地上漏洩した二酸化炭素濃度を測定して、測定した二酸化炭素地上漏洩データを前記フィールドデータサーバに送信し、
    　前記フィールドデータサーバは、前記複数のモニタリングポストから送信されたデータを前記管理サーバに送信し、
    　前記管理サーバは、前記フィールドデータサーバから送信された二酸化炭素地上漏洩データに基づいて、二酸化炭素地上漏洩情報をインターネット上に公開することを特徴とする二酸化炭素地上漏洩監視システム。
  2. 　前記複数のモニタリングポストと前記フィールドデータサーバとの間を接続する通信回線が、前記複数のモニタリングポストをノードとしたメッシュ型の無線通信ネットワークであることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素地上漏洩監視システム。
  3. 　前記複数のモニタリングポストは、地上漏洩した二酸化炭素濃度をインターバル運転により測定することを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素地上漏洩監視システム。
  4. 　前記複数のモニタリングポストは、装備されたバッテリーの残量を監視し、バッテリーの残量に応じて前記インターバル運転の周期を変更することを特徴とする請求項３に記載の二酸化炭素地上漏洩監視システム。
  5. 　前記フィールドデータサーバは、前記複数のモニタリングポストに対して、前記インターバル運転の周期の変更を指示することを特徴とする請求項３に記載の二酸化炭素地上漏洩監視システム。
  6. 　前記複数のモニタリングポストの二酸化炭素濃度測定部は、滞留チャンバーと、二酸化炭素濃度測定センサと、防護カバーとから構成されており、
    　前記滞留チャンバーは、筒状の上下開放構造であって、下側開放部が土壌に密着するように設置されており、
    　前記二酸化炭素濃度測定センサは、前記滞留チャンバー内に配置されており、
    　前記防護カバーは、前記滞留チャンバーの周囲を覆うように設置され、上部に通気口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素地上漏洩監視システム。
  7. 　前記フィールドデータサーバは、前記複数のモニタリングポストに対して、前記二酸化炭素濃度測定センサのキャリブレーションを指示することを特徴とする請求項６に記載の二酸化炭素地上漏洩監視システム。
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